分子标记辅助构建小叶基因在黄瓜不同遗传背景下的近等基因系

发布时间：2020-08-22 09:01

【摘要】：黄瓜(CucumissativusL.),2n=2x=14,为葫芦科甜瓜属一年生草本蔓生攀缘植物,是世界重要的蔬菜之一,在蔬菜作物周年供应中占有重要的地位。随着黄瓜全基因组测序的完成,为黄瓜分子标记辅助育种、基因定位和功能验证及其它方面提供了极大的便利。分子标记辅助选择技术被广泛的应用到作物遗传育种当中。为了将黄瓜自交系H19中的小叶基因(Little Leaf)转入到其它不同生态型的黄瓜当中,本实验以华北鲜食型黄瓜9930和北美加工型黄瓜Gy14为受体亲本材料,黄瓜自交系小叶材料H19为供体亲本材料,利用一次杂交、两次回交、一次自交以及三次分子标记辅助选择,分别构建小叶基因在不同遗传背景下的近等基因系。具体结果如下:1.利用覆盖黄瓜全基因组的288对SSR标记,以亲本组合9930×H19、Gy14×H19为模板,分别在两对组合中筛选出在黄瓜7条染色体上均匀分布且有显著差异的102对和88对SSR标记用于分子标记辅助的背景选择。两亲本组合筛选得到的标记间平均间距分别为1.61Mb和2.18Mb,标记密度适中,适合应用于各世代的背景选择。2.构建小叶基因近等基因系,利用与目标基因共分离的dCAPS标记为前景选择标记,筛选出的102对和88对SSR标记为背景选择标记,分别在BC1F1、BC2F1和BC2F2进行分子辅助选择。在9930×H19组合中,最终在BC2F2群体的54个候选单株中筛选出10株含有小叶基因且背景回复率最高的单株;Gy14×H19组合中,从BC2F1群体中的43个候选单株选择出10株背景回复率高的单株进行下一步的自交。3.利用Graphical GenoTypes软件对各世代回交群体的入选单株进行图示基因型分析。通过图示基因型分析表明,在9930遗传背景下,BC2F1和BC2F2代群体遗传背景均得到较高的回复,平均遗传背景回复率分别达到了 90.2%和92.22%,基本符合预期;在Gy14遗传背景下,BC1F1和BC2F1代群体平均遗传背景回复率为66.45%和69.19%。本研究利用分子标记辅助选择快速构建小叶基因在不同遗传背景中的近等基因系,为我们研究该基因在不同背景中的表现,也为后续深入研究小叶基因的功能及其调控器官大小的作用机理提供了坚实的材料基础。
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S642.2
【图文】：

位置分布,染色体组,位置分布,回复率

图 3-2 9930×H19、Gy14×H19 组合所选标记在染色体组上的具体位置分布Fig.3-2 The specific chromos location of selected markers in 9930×H19&Gy14×H19注：A、B 分别为 9930×H19、Gy14×H19 组合背景选择标记在染色体组上的分布。Note：A and B respect the specific chromos location of background selected markers in 9930×H19&Gy14×H19.3.2 BC1F1、BC2F1群体候选单株的筛选3.2.1 BC1F1群体分析在 9930×H19 的 51 株 BC1F1群体中通过 dCAPS 标记前景选择，筛选出 28 株基因型为杂合硕点 Ll 的单株，用 102 对 SSR 标记对 28 个 BC1F1群体单株进行背景回复率分析，结果显示，该群体背景回复率平均值为 73.67%，最高的单株可达 84.31%，最低的仅 57.84%。大部分单株的背景回复率都在 72%以上，其中有 3 株的背景回复率超过了 80%。以遗传背景回复率达 79%以上为标

电泳图,群体,电泳,单株

图 3-3 9930×H19 组合 BC1F1群体前景选择及背景选择部分电泳结果Fig.3-3 The electrophoresis results of FS and BS in BC1F1population of 9930×H19注： A 为前景选择结果，1 和 3、2 和 4 分别为亲本 9930 经 dCAPS 标记扩增酶切前后的扩增条带，5 和 6 分别为H19 酶切前后扩增条带，7 到 12 为部分 BC1F1群体单株酶切后的的条带；B 为某一背景选择标记的扩增结果，1 和2 分别为亲本 9930、H19，3 到 30 为 BC1F1群体单株的扩增结果；M 为 Marker。Note： A is the results of foreground selection，1&3、2&4 and 5、6 respectively are the electrophoresis reslts of dCPASmarker in 9930&H19，7 to 12 are the enzymatic results in BC1F1population；B is the results of background selection，1 and2 are the electrophoresis results of SSR marker in parents 9930 and H19，3 to 30 are the electrophoresis results of SSRmarker in in BC1F1population ；M is Marker.在 82 株 Gy14×H19 的 BC1F1群体中，通过前景选择筛选出 35 株基因型为杂合硕点 Ll 的单株，用 88 对 SSR 标记的筛选出的 35 个 BC1F1群体单株进行背景回复率分析，结果显示，该群体背景

图示基因型,单株,中灰色,染色体片段

23图 3-4 BC1F1群候选单株图示基因型Fig.3-4 Graphical genotypes for the candidate plant of BC1F1population注：A、B 分别为 9930 和 Gy14 背景下的 BC1F1群体单株图示基因型，图示基因型中灰色和黑色分别代表轮回亲本遗传背景和供体亲本导入的染色体片段。Note:A & B represent graphical genotypes of BC1F1population in 9930 and Gy14 genetic background.Graphicrepresentation of the genotypic make-up for the recurrent parent 9930 and Gy14(gray), the donor parent H19(black).

【参考文献】